DE202009017484U1

DE202009017484U1 - Dämmelement für den Brandschutz

Info

Publication number: DE202009017484U1
Application number: DE200920017484
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2019-12-23
Also published as: WO2011076911A1

Abstract

Dämmelement für den Brandschutz aus nicht-brennbaren Fasern, insbesondere Mineralwolle oder Keramikfasern, und weiteren Zusatzstoffen, insbesondere einem Bindemittel, mit einer Kaschierung in Form einer Aluminiumfolie, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolie zumindest einseitig mit einem Material beschichtet ist, welches einen Emissionsgrad größer 0,6 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämmelement für den Brandschutz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Verwendung von insbesondere nicht-brennbaren Dämmelementen zum Zwecke des Brandschutzes im Hochbau oder in der technischen Isolierung ist seit vielen Jahren Stand der Technik. Neben der brandschutztechnischen Eignung kann bei diesen Dämmelementen auch noch wärme-/dämmtechnische oder schalltechnische Eigenschaften eine Rolle spielen. Die Dämmelemente bestehen überwiegend materialmäßig aus nicht-brennbaren Fasern, bevorzugt Mineralwolle, d. h. Glas- oder Steinwolle, oder Keramikfaser, denen im Herstellungsprozess weitere Zusatzstoffe, insbesondere ein Bindemittel zur Erzeugung einer Strukturstabilität, zugegeben werden können. Für bestimmte Anwendungen werden die Dämmelemente weiterhin mit einer Aluminiumfolie kaschiert, vor allem dann, wenn aus optischen Gründen das „nackte” Dämmelement abgedeckt sein soll, wenn ein Rieselschutz vorgesehen ist oder wenn ein diffusions- und wasserdichtes Dämmelement gewünscht wird, was beispielsweise bei Lüftungsleitungen oder -Kanälen wegen einer möglichen Taupunktunterschreitung mit Wasserausfall der Fall sein kann.
Unter dem Begriff „Nicht brennbar” wird hier Fasern verstanden, die die Anforderungen an eine Einstufung in die Klassen A1 oder A2 gemäß der EN 13501 erfüllen.
Hinsichtlich der brandschutztechnischen Eignung, d. h. der Zulassung, klassifizieren die einschlägigen internationalen Normen und Standards über Großbrandprüfungen die Dämmelemente in einer vergleichbaren Weise in Form sogenannter Feuerwiderstandsklassen als Maß für den Brandschutz für den jeweiligen Einsatzzweck in einer bestimmten Konstruktion. Beispielsweise erfolgt die Produktprüfung zur Bestimmung der Feuerwiderstandsklasse von Brandschutzelementen für Lüftungsleitungen nach der Norm EN 1366-1. Diese verweist ihrerseits auf weitere eigenständige Normen oder Standards etwa für den Ofen, auf die eine Feuerbelastung simulierende Temperaturkurve, die Zuordnung der Versuchsergebnisse zu den Widerstandsklassen sowie ggf. weitere Sonderregelungen. Im Fall der Brandschutzelemente für den Einsatz im Schiffbau/Marine sind die Standards in dem FTP Code der International Maritime Organisation hinterlegt.
Neben den zulassungsrelevanten, aber kostenintensiven Großbrandprüfungen werden insbesondere bei der Produktentwicklung und Regelüberwachung sogenannte Kleinbrandprüfungen zur Bestimmung der Brandschutzeigenschaften der Dämmelemente nach der DIN 4108 Teil 7 vorgenommen, die den Vorteil einer schnellen, kostengünstigen Testmethode aufweisen, und mit den Ergebnissen der Großbrandprüfungen korreliert werden können.
In einem in der jeweiligen Norm definierten Testmodell wird das Dämmelement in einem normierten Aufbau auf der einen Seite mit der Temperaturkurve beaufschlagt. Auf der dem Feuer abgewandten Seite wird die zeitliche Temperaturerhöhung gemessen. Für die Klassifikation nach bestimmten Zeiträumen von i. d. R. 15, 30, 60 und 120 Minuten darf die Temperaturerhöhung nach dieser Zeit im Mittel aller normativ vorgegebenen Messpunkte eine Temperaturdifferenz von üblicherweise 140 K nicht und an keiner einzelnen Messstelle eine Temperaturdifferenz von üblicherweise 180 K übersteigen. Andernfalls wird die jeweilige Feuerwiderstandsklasse nicht erreicht.
Die sich an den Messpunkten zeitlich einstellende Temperatur hängt im Wesentlichen von dem dynamischen Gleichgewicht ab, welches sich aus dem Dämmelement durchdringenden Wärmestrom, der in Richtung der Dicke des Dämmelements von der Feuerseite her voranschreitenden Temperaturfront und von der Wärmeabgabe der feuerabgewandten Oberfläche an die Umgebung einstellt. Die Wärmeabgabe wird maßgeblich neben der Konvektion durch den Strahlungsanteil bestimmt. Der Strahlungsanteil wiederum hängt entscheidend vom Emissionsgrad ε ab, einen Kennwert des Materials an der Oberfläche. Für die Definition des Emissionsgrads ε, genauer des halbräumlichen Emissionsgrads, der auch als hemisphärischer Gesamtemissionsgrad bezeichnet wird, wird auf die DIN 5031, alle Teile, verwiesen.
Ein Material mit einem hohen Emissionsgrad ε von größer 0,8 weist eine wesentlich größere Wärmeabgabe durch Strahlung als ein Material mit einem kleinen Emissionsgrad ε von kleiner 0,2 auf, was zur Folge hat, dass sich bei einem Material mit einem vergleichsweise kleinen Emissionsgrad ε eine höhere Oberflächentemperatur einstellt.
Der beschriebene Sachverhalt hat zur Folge, dass im Fall eines aluminiumkaschierten Dämmelements sich eine größere Oberflächentemperatur als im Fall des „nackten”, unkaschierten Dämmelements einstellt, da der Emissionsgrad ε von blankem Aluminium bei etwa 0,04 liegt, der von Mineralwolle oder Keramikfasern etwa 0,95 ist. Daraus resultiert zwangsläufig, dass im Fall eines aluminiumkaschierten Dämmelements nach einer kürzeren Zeit die maximal zulässige Temperaturdifferenz erreicht wird.
Ausgehend von diesem Sachverhalt stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein mit einer Aluminiumfolie kaschiertes Dämmelement für den Brandschutz zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Feuerwiderstandseigenschaften aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Dämmelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, das Dämmelement mit einer Aluminiumfolie zu kaschieren, deren Emissionsgrad ε größer 0,6 ist. Mit einer solchen Kaschierung versehene Dämmelemente weisen ein im Brandfall günstigeres höheres Wärmeabstrahlvermögen auf und erhöhen so den Feuerwiderstand im Sinne einer verzögerten Temperaturerhöhung der dem Brand abgewandten Oberfläche. Zu diesem Zweck ist auf die Aluminiumfolie zumindest einseitig eine Beschichtung aufgebracht, die aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad ε größer 0,6 aufweist. Überraschender Weise hat sich in Untersuchungen herausgestellt, dass ein größerer Temperaturanstieg infolge einer reflektierenden Sperrwirkung der Aluminiumfolie, insbesondere einer blanken Aluminiumfolie nicht auftritt.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Kaschierung einen Emissionsgrad ε größer 0,8 auf. Besonders bevorzugt ist eine Kaschierung mit einem Emissionsgrad ε größer 0,9, so dass sich der Feuerwiderstand des unkaschierten und des kaschierten Dämmelements praktisch nicht mehr unterscheiden.
Als Material für die Beschichtung eignen sich Lacke, Heizkörperlacke, Wasserglas, Bleimennige, Ölfarbe oder Farben, die mit einem Metalloxid, einem Metallcarbonat, insbesondere Blei- und Magnesiumcarbonat, oder einem Metallchromat, insbesondere Bleichromat, dotiert sind. Besonders bevorzugt ist ein Hitzefestspray mit einer Temperaturbeständigkeit größer 500°C auf einer Silikonharz-Basis, wie es beispielsweise von der Fa. Motip Dupli unter der Produktbezeichnung Hitzefest silber 690C 400 oder Hitzefest schwarz 690C 400 angeboten wird.
Bevorzugt ist die Beschichtung außenseitig, also auf der den Fasern abgewandten Fläche angeordnet, da somit eine größtmögliche Wärmeabstrahlung in die Umgebung realisiert ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Aluminiumfolie als Trägermaterial beidseitig zu beschichten.
Für besondere Anwendungen kann die Aluminiumfolie auch mit einer Perforation ausgerüstet sein, um eine Diffusionsoffenheit bereitzustellen.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes quaderförmiges Dämmelement weist eine Abmessung von 1200 × 600 × 70 mm, eine Rohdichte von 60 kg/m³ und einen Bindemittelgehalt von 2,0 Gew.-% auf. Das Dämmelement ist einseitig mit einer beschichteten Aluminiumfolie kaschiert. Die Dicke der Aluminiumfolie beträgt 20 μm, die der Beschichtung etwa 5 μm. Als Beschichtungsmaterial wird ein Hitzefestspray, hier Hitzefest schwarz 690C 400 der Fa. Motip Dupli, verwendet.
Als Vergleichsbeispiel dient ein unkaschiertes Dämmelement gleicher Abmessung, gleicher Rohdichte und gleichen Bindemittelgehalts.
Beide Dämmelemente wurden einem Test zur Bestimmung des Feuerwiderstands einer Kleinbrandprüfung nach DIN 4108 Teil 7 unterzogen. Das unkaschierte Dämmelement überschritt die zulässige Temperaturerhöhung nach 62 Minuten, das erfindungsgemäße Dämmelement überschritt die zulässige Temperaturerhöhung nach 68 Minuten. In beiden Fällen wurden somit die Voraussetzung für das Bestehen einer Großbrandprüfung für eine Einstufung in die Feuerwiderstandsklasse von 60 Minuten, beispielsweise EI 60 erreicht.
Der Versuch zeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Dämmelement ein Dämmelement bereitgestellt ist, welches unter praktischen Aspekten einem unkaschierten Dämmelement vergleichbare Brandschutzeigenschaften aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- EN 13501 [0003]
- EN 1366-1 [0004]
- DIN 4108 Teil 7 [0005]
- DIN 5031 [0007]
- DIN 4108 Teil 7 [0020]

Claims

Dämmelement für den Brandschutz aus nicht-brennbaren Fasern, insbesondere Mineralwolle oder Keramikfasern, und weiteren Zusatzstoffen, insbesondere einem Bindemittel, mit einer Kaschierung in Form einer Aluminiumfolie, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolie zumindest einseitig mit einem Material beschichtet ist, welches einen Emissionsgrad größer 0,6 aufweist.
Dämmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material einen Emissionsgrad größer 0,8, besonders bevorzugt größer 0,9 aufweist.
Dämmelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Lack, Heizkörperlack, Wasserglas, Bleimennige, Ölfarbe oder eine Farbe ist, die mit einem Metalloxid, einem Metallcarbonat, insbesondere Blei- und Magnesiumcarbonat, oder einem Metallchromat, insbesondere Bleichromat, dotiert ist.
Dämmelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Hitzefestspray mit einer Temperaturbeständigkeit größer 500°C ist.
Dämmelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf der den Fasern abgewandten Oberfläche angeordnet ist.